thiết kế động cơ đốt trong

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đầy, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến bộ, có ngành khí động lực nói chung Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Có ngành khí động lực ta phát triển Sau học hai môn ngành động đốt (Nguyên lý động đốt Kết cấu động đốt trong) số môn sở khác (sức bền vật liệu, lý thuyết, ), sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong” Đây phần quan trọng nội dung học tập sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể ngành Trong trình thực đồ án, em cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên, thân kinh nghiệm việc hoàn thành đồ án lần thiếu sót, mong quý thầy cô góp ý giúp đỡ thêm để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, cô tận tình truyền đạt lại kiến thức quý báu cho em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Quang Trung quan tâm, nhiệt tình hướng dẫn trình làm đồ án Em mong muốn nhận xem xét dẫn thầy để em ngày hoàn thiện kiến thức Đà Nẵng, ngày 22 tháng 12 năm 2016 Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Minh Quân ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH Các thông số cho trước Nhiên liệu Số xilanh Số kỳ Cách bố trí Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Công suất cực đại ứng với số vòng quay Tham số kết cấu Áp suất cực đại Khối lượng nhóm piston Khối lượng nhóm truyền Góc phun sớm Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu i τ In-line ε D S Ne n λ pz mpt Diesel 15,4 127 139 250 2230 0,25 8,5 1,8 mm mm KW v/ph MN/m2 kg mtt 2,3 kg φs α1 α2 α3 α4 15 10 46 56 10 độ độ độ độ độ Bocsh PE inline pump Hệ thống bôi trơn Cưỡng cascte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Turbo Charger Intercooler Hệ thống phân phối khí 12 valve, OHV Các thông số cần tính toán Xác định tốc độ trung bình động cơ: Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển piston xilanh N (vòng/phút) : Tốc độ quay động Do Cm > m/s nên động động tốc độ cao hay động cao tốc Chọn trước: n1 = 1,35 n2 = 1,25 + Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp (tăng áp tuabin khí): pk = 0,17 [MN/m2] Đối với động bốn kỳ tăng áp ta chọn: pa = (0,9 - 0,96)pk Vậy chọn: pa = 0,93pk = 0,16[MN/m2] + Áp suất cuối kì nén: ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) pc = pa.εn1 = 0,16*15,41,35 = 6,42 [MN/m2] + Chọn tỷ số giãn nở sớm (động diesel): ρ = 1,3 + Áp suất cuối trình giãn nở sớm: + Thể tích công tác: Vh = S π.D π.1,27 [dm ] = 1,39 = 1, 76 [dm3 ] 4 + Thể tích buồng cháy: Vc = 1, 76 Vh = 0,122 [dm3 ] [dm ] = 15, − ε −1 + Vận tốc góc trục khuỷu: ω= π.n π ×2230 = = 233, 30 30 [rad/s] + Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất trước tuabin (0,9-1)pk : pth = pk = 1*0,17 = 0,17 [MN/m2] pr = 1,1pth = 1,1*0,17= 0,187 [MN/m2] Áp suất khí sót (1,05-1)pth : 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 8,5 [MN/m2] Góc phun sớm: φs = 15o Góc phân phối khí: α1 = 10o α2 = 46o α3 = 56o α4 = 10o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo trình nén động Vì trình nén trình đa biến nên: Pnx V nxn1 = const n n ⇒ Pnx V nx = PC VC V PC  C V ⇒ Pnx=  nx    n1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) Đặt i= V nx P Pnx = nC VC , ta có : i1 Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành ε khoảng , i = 1, , 3, …ε c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn nở động Vì trình giãn nở trình đa biến nên ta có: Pnx Vnxn = const ⇒ n2 Pgnx V gnx = PZ VZn2 V  PZ  Z  V  ⇒ Pgnx=  gnx  n2 PZ  V gnx    V ⇒ Pgnx =  Z  Ta có : VZ = ρ.VC i= Đặt V gnx Pgnx VC , ta có : n2 = PZ  V gnx   ρ VC    n2 PZ ρ n2 = n21 i Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành ε khoảng, i = 1, , 3, …ε d Biểu diễn thông số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 10 [mm] ⇒ μV = Vc 0,122 = = 0, 0122 Vcbd [dm /mm] 10 [dm3/mm] - Biểu diễn thể tích công tác: Vhbd = Vh 1, 76 = = 144 μ V [mm] 0,0122 [mm] - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 220 [mm] ⇒ μp = pz 8,5 μp = = 0, 0386 p zbd [MN/(m2.mm)] => 220 [MN/(m2.mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vòng tròn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) ⇒ µS = S  mm  Vhbd  mm  = 0,963 [mm/mm] + Giá trị biểu diễn oo’: , oobd = oo , µ S [mm] Bảng 1.1: Bảng giá trị đồ thị công động diesel Vx i Vc 1,3Vc 2Vc 3Vc 4Vc 5Vc 6Vc 7Vc 8Vc 9Vc 10Vc 11Vc 12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 1.3 10 11 12 13 14 15 n1 i 1,425 2,549 4,407 6,498 8,782 11,233 13,832 16,564 19,419 22,387 25,461 28,635 31,902 35,259 38,701 Đường nén 1/in1 0,702 0,392 0,227 0,154 0,114 0,089 0,072 0,06 0,051 0,045 0,039 0,035 0,031 0,028 0,026 1.2.2 Cách vẽ đồ thị Xác định điểm đặc biệt: n1 pc/i 6,42 4,505 2,519 1,457 0,988 0,731 0,572 0,464 0,388 0,331 0,287 0,252 0,224 0,201 0,182 0,166 Đường giãn nở i 1/in2 pz.ρn2/in2 1 11,799 1,388 0,72 8,5 2,378 0,42 4,961 3,948 0,253 2,988 5,657 0,177 2,086 7,477 0,134 1,578 9,391 0,106 1,256 11,386 0,088 1,036 13,454 0,074 0,877 15,588 0,064 0,757 17,783 0,056 0,664 20,033 0,05 0,589 22,335 0,045 0,528 24,685 0,041 0,478 27,081 0,037 0,436 29,52 0,034 0,4 n2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động diesel + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 1,76 + 0,122 =1,88 [dm3] ⇒ Vabd = 154 [mm] pa = 0,16 [MN/m2] ⇒ pabd = 0,16/0,0386 = 4,15 [mm] ⇒abd (154 ; 4,15) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 1,88 [dm3] ⇒ Vbbd = 154 [mm] pb = 0,387 [MN/m2] ⇒ pbbd = 0,387/0,0386 = 10 [mm] ⇒bbd (154 ; 10) • Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với ϕs; - Điểm c(Vc;Pc) Vc = 0,122 [dm3] ⇒ Vcbd = Vhbd = 10 [mm] pc = 6,42 [MN/m2] ⇒ pcbd = 6,42/0,0386 = 166,3 [mm] ⇒cbd (10 ; 166,3) - Điểm bắt đầu trình nạp : r(Vc;Pr) Vr = 0,122 [dm3] ⇒ Vrbd = Vhbd = 10 [mm] pr = 0,19 [MN/m2] ⇒ prbd = 0,19/0,0386 = 4,92 [mm] ⇒rbd (10 ; 4,92) • Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1 • Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4 • Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2 • Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3 - Điểm y(Vy;Py) Vy = 0,122 [dm3] ⇒ Vybd = Vhbd = 10 [mm] Py = 8,5 [MN/m2] ⇒ pybd = 8,5/0,0386 = 220 [mm] ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) ⇒ybd (10 ; 220) - Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (ρVc, Pz) ρVc = 1,3.0,122 = 0,16 (dm3) => ρVcbd = 0,16/0,0122 = 13 (mm) pz = 8,5 [MN/m2] => pzbd = 8,5/0,0386 = 220 (mm) => zbd (13 ; 220) - Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(ρ/2Vc, Pz) trung điểm yz => Vz’’ = (Vy + Vz)/2 = (0,12+0,16)/2 = 0,14 (dm3) => Vz”bd = 0,14/0,0122 = 11,5 (mm) => z’’(11,5 ; 220) - Điểm c’’ : cc” = 1/3cy = 1/3(py-pc) = 1/3( 8,5 – 6,42) = 0,69 => Pc” = 0,69 + Pc = 0,69 + 6,42 = 7,11 (dm3) => Pc’’bd = 7,11/0,0386 = 184,3 (mm) => c” (10 ; 184,3) - Điểm b’’ : bb’’=1/2ba = 1/2(pb-pa) = 1/2(0,386-0,16) = 0,11 => Pb” = 0,113 + Pa = 0,11 + 0,16 = 0,27 (dm3) => Pc’’bd = 0,27/0,0386 = 7,08 (mm) => b” (154 ; 7,08) Bảng 1.2: Các điểm đặc biệt Giá trị thật Điểm a (Va, pa) c (Vc, pc) z (Vz, pz) b (Vb, pb) r (Vr, pr) y(Vc, pz) c’’ V (dm3) 1,88 0,122 0,16 1,88 0,122 0,122 Giá trị vẽ p (MN/m2) 0,16 6,42 8,5 0,387 0,19 8,5 V (mm) p (mm) 154 10 13 154 10 10 10 4,15 166,3 220 10 4,92 220 184,3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) b’’ z''(ρ/2Vc;pz) 0,14 154 11,5 8,5 7,08 220 Bảng 1.3: Các giá trị biểu diễn đường nén đường giãn nở Vx 10 13 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 154 pnén 166,32 116,71 65,25 37,74 25,6 18,94 14,81 12,02 10,04 8,57 7,43 6,53 5,81 5,21 4,72 4,3 4,15 Giá trị vẽ pgiãn nở 305,67 220 128,52 77,42 54,034 40,88 32,55 26,85 22,72 19,61 17,19 15,26 13,69 12,38 11,29 10,35 10 p0 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 2,59 pk 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 4,4 + Sau có điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn hai điểm z’’ b’’ 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) Hình 1.2: Phương pháp vẽ đồ Brick + Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R Do AD = 2R = S =139 [mm] Điểm A ứng với góc quay α = 00 (vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với α = 1800 (vị trí điểm chết dưới) - Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick: + Từ O lấy đoạn OO’ dịch phía ĐCD Hình 1.2, với : 139.0, 25 Rλ OO’ = = 2.2 = 8,6875 [mm] Giá trị biểu diễn: + Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB, hạ M’C thẳng góc với AD Theo Brick đoạn AC = x Điều chứng minh sau: Rλ + Ta có : AC=AO - OC= AO - (CO’ - OO’) = R - MO’.cosα + Rλ + Coi : MO’ ≈ R + cosα λ λ     R (1 − cos α ) + − cos α  = R (1 − cos α ) + (1 − cos 2α )  = x    ⇒ AC =  ( ) 1.3.2 Đồ thị chuyển vị - Muốn xác định chuyển vị piston ứng với góc quay trục khuỷu α =10o, 20o, 30o, ta làm sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (DDV6-0216) má khuỷu OB Hạ MC vuông góc với AD Điểm A ứng với góc quay α = 00 (vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với α = 1800 (vị trí điểm chết dưới) Theo Brick đoạn AC = x - Vẽ hệ trục vuông góc OSα, trục Oα biểu diễn giá trị góc trục OS biễu diễn khoảng dịch chuyển Piston Tùy theo góc α ta vẽ tương ứng khoảng dịch chuyển piston Từ điểm vòng chia Brick ta kẻ đường thẳng song song với trục Oα Và từ điểm chia (có góc tương ứng) trục Oα ta vẽ đường song song với OS Các đường cắt điểm Nối điểm lại ta đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x piston theo α Bảng 1.4: Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) α (độ) λ cosα cos2α x=R[(1-cosα)+λ/4(1-cos2α)] [mm] xbd [mm] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,9848 0,9397 0,8660 0,7660 0,6428 0,5 0,3420 0,1736 -0,1736 -0,3420 -0,5 -0,6428 -0,7660 -0,8660 -0,9397 -0,9848 -1 0,9397 0,7660 0,5 0,1736 -0,1736 -0,5 -0,7660 -0,9397 -1 -0,9397 -0,766 -0,5 -0,1736 0,1736 0,5 0,766 0,9397 1,3 5,2 11,5 19,8 29,9 41,3 53,4 65,9 78,2 90 100,9 110,8 119,3 126,3 131,9 135,8 138,2 139 12 21 31 43 55 68 81 93 105 115 124 131 137 141 144 144 + Chốt khuỷu Trục khuỷu thiết kế có sáu chốt khuỷu, chốt khuỷu lắp truyền Kích thước chốt khuỷu: Đường kính chốt khuỷu lấy đường kính cổ trục lấy nhỏ đường kính cổ trục chút Chiều dài chốt khuỷu phụ thuộc vào khoảng cách đường tâm xi lanh kề chiều dài cổ trục Giảm chiều dài chốt khuỷu làm tăng áp lực lên bề mặt chốt khuỷu làm xấu điều kiện bôi trơn, tăng chiều dài chốt khuỷu lại làm giảm độ cứng vững trục khuỷu giảm số vòng quay cộng hưởng Vì cần phải lựa chọn chiều dài cho thỏa mãn điều kiện hình thành dầu bôi trơn trục khuỷu có độ cứng vững lớn Để giảm trọng lượng tăng sức bền mỏi, ta làm rỗng chốt khuỷu Chốt khuỷu rỗng có tác dụng chứa dầu bôi trơn bạc lót truyền Kích thước chốt khuỷu động diesel thường nằm phạm vi: - Đường kính chốt khuỷu: Dck= (0,64÷0,72)D= (0,64÷0,72)*127= (81,28÷91,44) Ta chọn Dck= 85 (mm) - Chiều dài chốt khuỷu: lck= (0,7÷1)*Dck= (0,7÷1)*85= (59,5÷85) Ta chọn lck= 60 (mm) + Má khuỷu: Má khuỷu phận nối liền cổ khuỷu chốt khuỷu Hình dáng má khuỷu phụ thuộc vào loại động cơ, trị số áp suất khí thể tốc độ quay trục khuỷu Má khuỷu động D6AC loại má khuỷu Ôvan má khuỷu đc đúc liền với trục khuỷu Kích Thước Má Khuỷu : Để giảm ứng suất tập trung, phần chuyển tiếp má khuỷu với chốt, má khuỷu với cổ trục ta làm thành góc lượn với bán kính R: R= (0,06÷0,08)Dck= (0,06÷0,08)*85= (5,1÷6,8) Ta chọn R= (mm) Chiều rộng má khuỷu: h= (1÷1,25)D= (1÷1,25)*127= (127÷158,75) Ta chọn h= 140 (mm) Chiều dày má khuỷu: b=(0,2÷0,22)D= (0,2÷0,22)* 127=(25,4÷27,94) Ta chọn b = 26(mm) + Đối Trọng: Nhiệm vụ: Cân lực mômen quán tính không cân động cơ, chủ yếu lực mômen quán tính ly tâm Giảm phụ tải cho ổ trục ổ tránh biến dạng trục khuỷu làm việc Phương pháp chế tạo: đúc liền với má khuỷu + Đuôi trục khuỷu: Đuôi trục khuỷu nơi để truyền công suất đuôi trục khuỷu lắp bánh đà mặt bích Trên bánh đà có lắp chốt định vị chịu lực cắt, chốt bố trí lệch (không đối xứng) 3.1.2 Bạc Lót Trong ôtô máy kéo động tàu thủy, tĩnh … thường dùng ổ trục ổ chốt ổ trượt Do đầu to cắt hai nửa, nên bạc lót gồm hai nửa Bạc lót truyền bao gồm gộp bạc thép phía lớp hợp kim chịu mòn tráng lên phía gộp thép Kích thước Bạc Lót: + Bạc lót đầu to truyền Chiều dày vỏ thép bạc lót thường nằm khoảng B t=(0,03÷0,05)Dck = (0,03÷0,05) *85=(2,55÷4,25) (mm) Ta chọn Bt= (mm) Chiều dày lớp hợp kim chịu mòn Bhk= (0,2÷0,7) (mm) Ta chọn Bhk =0,5 (mm) 3.1.3 Bánh Đà Hình 3.2: Bánh đà động D6AC Bánh đà có công dụng chủ yếu làm đồng tốc độ trục khuỷu (tốc độ góc không đổi) Trên bánh đà có ghi kí hiệu: ĐCT, ĐCD, góc đánh lửa sớm; Trong trình làm việc, bánh đà có nhiệm vụ tích lượng (khi mômen quay lớn mômen cản) phóng lượng (khi mômen cản lớn mômen quay) tốc độ góc đồng Kết cấu bánh đà phụ thuộc vào loại động Số xi lanh nhiều bánh đà nhỏ tính đồng tốc độ tăng Kích thước bánh đà đường kính Đường kính bánh đà hạn chế điều kiện bố trí chung động động dùng ôtô máy kéo Vì đường kính bánh đà động ôtô thường không 300÷450 (mm) Có nhiều dạng bánh đà: dạng đĩa, dạng vành, dạng chậu Với động thiết kế bánh đà dạng đĩa Bánh đà dạng đĩa thường dùng động ôtô Kết cấu đơn giản có dạng đĩa tròn có chiều dày đồng đều, đúc tránh áp suất Phần ổ bánh đà có lỗ thoát dầu lắp ghép với mặt bích đuôi trục khuỷu chốt định vị bulông Hình 3.3: Kết cấu bánh đà 3.2 Tính toán nhóm cấu trục khuỷu - bạc lót -bánh đà 3.2.1 Tính toán kiểm tra bền trục khuỷu 3.2.1.1 Các thông số chọn: Cổ trục: + Đường kính cổ trục: Dct= 90*10-3 (m) + Chiều dài cổ trục: Lct= 50*10-3 (m) Chốt Khuỷu: + Đường kính chốt khuỷu: Dck= 85* 10-3 (m) + Đường kính chốt khuỷu: Dcktr= 35*10-3 (m) + Chiều dài chốt khuỷu: L ck= 60*10-3 (m) Má Khuỷu: + Chiều rộng : h= 140*10-3 (m) + Chiều dày: b= 26*10-3 (m) 3.2.1.2 Xác định khối lượng chuyển động quay theo bán kính r má khuỷu: Khối lượng má khuỷu xác định theo công thức sau : mm =Fm.b.ρ Trong đó: Fm diện tích phần má khuỷu có bán kính r Nếu ta coi phần diện tích má khuỷu có bán kính r gần hình chữ nhật có diện tích h.b’ với h=100 (mm): chiều rộng má khuỷu d ct ε − b’= r= 2 (ε: độ trùng điệp cổ trục cổ chốt) d ct + d ck −R ε= = (90+85-139)/2 =18 (mm) Với R = S/2 = 69,5 (mm) S => b’= r= (90 – 18)/2= 36 (mm) Vậy Fm=h.b’=h.r=140*36= 5040 (mm2) b: chiều dày má khuỷu, b= 26 (mm) ρ: khối lượng riêng vật liệu trục khuỷu ρ= 7,852*10-6 (kg/mm3) =>mm=5040*26*7,852*10-6= 1,03 (kg) Để phần khối lượng má mm quay với bán kính R ta phải quy dẫn thành khối lượng tương đương đặt tâm chốt khuỷu, khối lượng quy dẫn tính sau mmR= mm r R = 1,03*36/69,5 = 0,533 (kg) 3.2.1.3 Khối lượng chốt khuỷu Khối lượng chốt khuỷu xác định theo công thức π ( Dn2 − d t2 ).(l + b1 + b2 ).ρ mch= (kg) Trong mch: khối lượng chốt khuỷu vận động quay với bán kính R Dn,dt: Đường kính chốt khuỷu Dn=dnck=85 (mm) dt=dtck=35(mm) l : chiều dài làm việc chốt khuỷu, l=60(mm) b1,b2 chiều dày má khuỷu b1=b2=b=26(mm) ρ: khối lượng riêng vật liệu chế tạo trục khuỷu, ρ=7,85*10-6 => mch= 4,14 (kg) 3.2.1.4 Lực ly tâm C1 C2 ω= (rad/s) π D Fp= = 0,013 (m2) C1:lực ly tâm chốt khuỷu quy đầu to C1= mch.R.ω2= 4,14*69,5*10-3* 233,52= 15687 (KG)=0,0156(MN) C1= 1,2 (MN/m2) C2: lực ly tâm khối lượng truyền quy dẫn đầu to truyền C2= m2.R.ω2 Với m2 khối lượng truyền quy đầu to m2= 0,7*mtt=0,7*2,3= 1,61 (kg) C2= 1,61*69,5*10-3*233,52=6100 (KG)= 6,1*10-3 (MN) C2= 0,47 (MN/m2) 3.2.1.4 Lực quán tính ly tâm má khuỷu đối trọng Pr1: lực quán tính ly tâm má khuỷu quy tâm chốt khuỷu Ω = 233,5 (rad/s) Pr1= mmR.R.ω2= 0,533*69,5*10-3*233,52.10-6= 2,02*10-3(MN) Pr1= 0,28 (MN/m2) Pr2: lực quán tính lý tâm đối trọng Pr2=mđt.Rđt.ω2 + mđt khối lượng đối trọng + mđt = 2,6 (kg) + Rđt bán kính quay đối trọng + Rđt= R =69,5*10-3 (m) => Pr2= 2,6*69,5*10-3 *233,52.10-6= 0,01 (MN) Pr2= 0,76 (MN/m2) 3.2.2 Kiểm tra sức bền trục khuỷu Trong b=26*10-3 (m); h=140*10-3(m) a= 43*10-3 (m) c’=c’’= a= 43*10-3 (m) b’=b” = 38*10-3 (m) l0=b”+2.a+b”= 2*38+2*43= 162*10-3 (m) L’= l”= l0/2= 81*10-3(m) Fp= 0,013 (m2) Ta thấy ứng suất lớn tác dụng lên trục khuỷu nguy hiểm xảy trường hợp: + Trường hợp chịu lực Pzmax khởi động (1) + Trường hợp chịu lực Zmax làm việc (2) + Trường hợp chịu lực Tmax làm việc (3) + Trường hợp chịu lực ΣTmax (4) Nhưng thực tế động làm việc, lực tác dụng trường hợp (1) lớn trường hợp (2) Và lực tác dụng lên cổ khuỷu trường hợp (3) lớn trường hợp (4) Vì cần xét trường hợp (1) (3) 3.2.2.1 Trường hợp chịu lực Pzmax Đối với động diezel trường hợp khởi động, lúc ta xét vị trí trục khuỷu vị trí điểm chết (ĐCT) ta có Z= Pzmax= pzmax.Fp= 8,5*0,013= 0,11 (MN) Lúc ta có: Z’= 0,11 * 0,5 = 0,055 (MN) Z”= 0,11* 0,5 = 0,055 (MN) Tính bền chốt khuỷu: σ uck = 72,54 (MN/m2) σuck = 72,54 < [σ] =80÷120 (MN/m2) Chốt khuỷu thỏa mãn ứng suất cho phép Tính bền má khuỷu: Lực pháp tuyến (Z) gây uốn má khuỷu tiết diện (A-A) σ u = 90,66 (MN/m2) Ứng suất nén lên má khuỷu σ n = 15,1 (MN/m2) Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu σ ∑ = 90,66 + 15,1 = 105,76 (MN/m2) σ∑ = 105,76